Công nghệ Biogas đa năng vị nông - Điểm nghẽn công nghệ được tháo gỡ
- Thứ năm - 08/08/2024 20:19
- In ra
- Đóng cửa sổ này
Công nghệ Biogas (khí sinh học - KSH) được thế giới và Việt Nam sử dụng như một công nghệ “ĐA MỤC ĐÍCH”, vừa để xử lý ô nhiễm môi trường chất thải chăn nuôi, vừa sử dụng khí Mê tan làm chất đốt, và là công nghệ có hiệu quả và sạch nhất .v.v… Tại Việt Nam, thiết bị Biogas quy mô nhỏ và vừa được du nhập từ Ấn Độ, Trung Quốc, có cải tiến và phổ biến nhất gồm hầm KT, KT 3.1, túi ủ PE, Compuzite, Nguyễn Độ, RDAC và VACVINA cải tiến .v.v...
Qua khảo sát gần 60 mẫu BSK (và Paten) Biogas quy mô nhỏ và vừa, được phổ biến, được biết tại Việt Nam và Thế giới (gọi là đối chứng), cho thấy, hầu hết đều có cửa xả đặt cao, khoảng giữa (1/2) chiều cao bể phân hủy (?!). Các hầm Biogas đối chứng phổ biến tại Việt Nam và Thế giới đều có cấu trúc và cơ chế/ nguyên lý hoạt động giống với hố xí tự hoại (Hình 1).
Hình 1 : Mô hình hố xí tự hoại và Biogas (lấy KT và Compuzite làm đại diện)Trên 130 năm nay, các nhà thiết kế Biogas tiền bối và đương đại chấp nhận như một mặc định, đặt cửa xả lấy bã mùn thải các Biogas đối chứng, theo 04 đặc trưng: (1)- Lấy bã thải giữa chu trình phân giải yếm khí chất hữu cơ, (2)- Đặt cửa xả khoảng giữa (1/2) chiều cao bể phân hủy, (3)- Nắp hầm Biogas thì kín khí tuyệt đối (có khí áp cao), còn nắp hố xí tự hoại thì hở, áp suất bằng áp suất môi trường, (4)- Cùng hoạt động theo nguyên lý của hố xí tự hoại, mà không có phản biện gì (?!). Hình 2.
 |
 |
 |
|
| Mẫu hầm KT | Mẫu KT 3.1 | Mẫu Nguyễn Độ | Mẫu Compuzite |
Hình 2: Các mẫu hầm Biogas đối chứng điển hình tại Việt Nam.
Khi đặt mô hình Chu trình phân giải yếm khí chất hữu cơ cạnh mô hình phân tầng trong hố xí tự hoại (WC), ta có hình 3 sau đây:
Hình 3: Mối quan hệ giữa Chu trình phân giải yếm khí chất hữu cơ và sự phân tầng trong phân giải yếm khí chất hữu cơ trong hố xí tự hoại (WC) và đối chứng.
Các phân tích trên cho thấy, tất cả các mẫu Biogas đối chứng, đều có cửa Nạp và cửa Xả đặt cao, khoảng giữa (1/2) chiều cao bể phân hủy. Thậm chí có loại còn để cửa xả trên bề mặt váng và phân tươi (KT 3.1, Nguyễn Độ, RDAC), và đều hoạt động theo nguyên lý của hố xí tự hoại (WC). Nhưng, hầm Biogas và hố xí tự hoại có sự khác nhau. Đó là: (1). Nắp bể phốt thì hở, nắp bể Biogas kín tuyệt đối để chứa khí gas, (2). Biogas có bể điều áp, bể phốt thì không… Sự khác nhau đó của hầm Biogas và hố xí tự hoại (WC) đã tạo nên ĐIỂM NGHẼN CÔNG NGHỆ của các hầm Biogas quy mô nhỏ và vừa trên thế giới và Việt Nam (đối chứng). (Hình 4)
Hình 4: Mô hình so sánh hoạt động của Biogas (KT) và hố xí tự hoại.
Việc thiết kế cửa xả đặt cao, khoảng giữa (1/2) bể phân hủy, như KT và Compusite; Các loại hầm vòm nắp cố định có cửa xả tuy đặt sát đáy, nhưng đỉnh vòm cuốn cao, sát tầng váng và phân tươi (như Nắp cố định Nepal, Modified Camartec, Deenbandhu, India, …); Riêng KT3.1, Nguyễn Độ, hay RDAC lại “quyết định” lấy bã thải ngay đầu chu trình phân hủy kỵ khí, nên đặt cửa xả ngay trên tầng váng và phân tươi (Vv)… Khi áp suất gas tăng cao (đạt P.max), theo quy tắc bình thông nhau, sẽ tự động đẩy toàn bộ váng và dịch phân tươi lên bể điều áp (như KT, Deenbandhu v.v…); Hoặc đẩy thẳng ra môi trường như hầm Compusite (không có bể điều áp tương thích); Hoặc đẩy váng và phân tươi lên bể điều áp, nằm phân hủy ở đó ít nhất 12 - 24/ 24 giờ/ ngày, như KT, KT3.1, Nguyễn Độ, hay RDAC; Hoặc HDPE hoàn toàn không có bể điều áp, mỗi ngày, đẩy ra hàng chục khối nước phân tươi gây ô nhiễm thứ cấp nghiêm trọng hơn … Đó là Điểm nghẽn công nghệ của các Biogas đối chứng.
Các Biogas đối chứng, chấp nhận thiết kế theo 04 đặc trưng nói trên, là chấp nhận bất logic về khoa học công nghệ suốt 130 năm nay. Sự bất logic về khoa học công nghệ đó, là Điểm nghẽn công nghệ của các Biogas quy mô nhỏ và vừa đối chứng.
Điểm nghẽn công nghệ của các Biogas đối chứng, luôn tạo nên nhược điểm và hệ lụy cố hữu, song hành với công nghệ sinh ra nó, và ngược lại. Về mặt lô gic khoa học, khẳng định, nó có tính quy luật tự nhiên và không thể đảo ngược.
Tính quy luật tự nhiên luôn tồn tại khách quan ngoài ý muốn con người, Chấp nhận hay không chấp nhận, điểm nghẽn công nghệ các Biogas đối chứng, vẫn tồn tại, xảy ra, không thể đảo ngược, nếu không thay đổi ngay công nghệ đó.
Điểm nghẽn công nghệ các Biogas đối chứng, tạo nên ít nhất 10 nhược điểm và hệ lụy không mong muốn, điển hình: (1). Hoạt động không liên tục (khi đầy bã thải, phải ngừng hoạt động để nạo vét); (2). Không quản trị được thời gian lưu cơ chất trong bể phân hủy; (3). Đẩy trực tiếp toàn bộ váng và phân tươi cùng mùi xú uế ra môi trường, gây ô nhiễm thứ cấp; (4). Thể tích Chết chiếm 50%; (5). Kén chọn nguyên liệu để nạp vào hầm (chỉ dùng được mỗi phân nguyên của lợn, trâu, bò), (6). Phá váng là vấn đề nan giải; (7). Năng suất khí thấp, (8). Giá thành xây dựng cao, (9). Vận hành phức tạp, và (10). Không lấy được bã phân để bón ruộng khi cần (nông dân gọi là mất phân), v.v…
Điểm nghẽn công nghệ các Biogas đối chứng, tạo các nhược điểm và hệ lụy nói trên không chỉ gây hậu quả không mong muốn trong sản xuất cho nông dân, mà còn tác động xấu, gây nhiều tốn kém về thời gian, tiền bạc của các nhà khoa học, học sinh, sinh viên; Tác động xấu đến đời sống, môi trường và Kinh tế - xã hội, nếu không sớm đổi mới bản thân công nghệ đó. Cụ thể:
- Gây nhiều tổn thất không mong muốn cho nông dân.
- Tiêu tốn nhiều thời gian, công sức, kinh phí.
- Tác động khó cho các nhà hoạch định chính sách.
- Gây ảnh hưởng và tác động trong nghiên cứu, khuyến nông, khuyến công và giáo dục đào tạo:
- Tiếp tục gây tổn thất cho nông dân và các dự án, kể cả dự án quốc gia.
- Tiếp tục tác động gây ảnh hưởng đến môi trường, kinh tế - xã hội và sức khỏe cộng đồng, nhất là trong khu vực nông nghiệp, nông thôn (Tam nông).
Điều đó nói lên rằng: việc khắc phục các nhược điểm và hệ lụy của công nghệ Biogas đối chứng là rất khó khăn, tốn kém mà không thể đạt được kết quả như mong muốn; gây nhiều tác động xấu đến đời sống, kinh tế - xã hội, cũng như cam kết Net Zero của Chính phủ .v.v… nếu như không đổi mới chính công nghệ đó. Không xử lý được thì cấm, một sự bất lực trước công nghệ.
Khoa học là logic, liêm chính, công khai và minh bạch. Việc tìm ra điểm nghẽn công nghệ của các Biogas đối chứng, được xem như một cuộc cách mạng kỹ thuật về Biogas quy mô nhỏ và vừa (KSH); Giúp giải quyết có hiệu quả Điểm nghẽn công nghệ, khắc phục hầu như các nhược điểm và hệ lụy không mong muốn của các Biogas đối chứng; Nó mở đầu cuộc cách mạnh kỹ thuât khí sinh học trong tương lai; Góp phần hiện thực hóa bài toán biến các loại RÁC THẢI hữu cơ thành tài nguyên theo hướng kinh tế tuần hoàn ngay tại nguồn (đo đếm được bằng tiền); và thực hiện Cam kết của Chính phủ về Net Zero vào năm 2050 tại Việt Nam.
Để góp phần khắc phục điểm nghệ công nghệ các Biogas đối chứng, Trung tâm Vị Nông đã nghiên cứu ứng dụng, kiểm chứng thực tế thành công công nghệ Biogas đa năng Vị Nông hoạt động theo nguyên lý hoàn lưu; Được cấp các bằng bảo hộ độc quyền sáng chế số 20468, bằng số 20872 và bằng số 38022; Được Cục Chăn nuôi (Bộ NN & PTNT) có quyết định số 322/ QĐ-CN-MTCN, công nhận TBKT (sáng chế 20468) ứng dụng cho ngành chăn nuôi cả nước; Giải nhất cuộc thi Sáng tạo kỹ thuật tỉnh Nghệ An năm 2022 – 2023…
Kỳ sau, bài viết sẽ giới thiệu về Công nghệ Biogas đa năng - khắc phục hiệu quả Điểm nghẽn công nghệ của các Biogas đối chứng./.
Nguyễn Hồng Sơn - GĐ Trung tâm Vị Nông- nguồn TSKN